JP2008529026A - Variable capacitor having a special shape, gyrometer including such a capacitor, and accelerometer including the capacitor - Google Patents
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Abstract
歯が設けられた少なくとも二つのインターデジタル化されたコムを備え、一つのコムの他のコムに隣接する歯の端部の断面積が、他のコムから離れた歯の端部の断面積より大きい可変コンデンサであって、ジャイロ計および加速度計に用いることができる。
【選択図】図２
It has at least two interdigitized combs with teeth, and the cross-sectional area of the tooth end adjacent to the other comb of one comb is greater than the cross-sectional area of the tooth end away from the other comb A large variable capacitor that can be used in gyro and accelerometers.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、主として、特に、小型のジャイロ計および加速度計に用いられる可変静電容量を有するコンデンサ（可変コンデンサ）に関するものである。 The present invention mainly relates to a capacitor (variable capacitor) having a variable capacitance used particularly in a small gyroscope and an accelerometer.
これら装置の表面積は、１ｃｍ２より小さく、それらは特に自動車の分野で、特に、乗客の安全性を高めるために用いられている。例えば、これら装置は、所定値より大きい減速が検出されたとき、あるいは車両が転倒したときに、衝撃中、エアバッグを起動するため、およびスリップが生じたときに駆動を補助するための情報を提供するようにしている。これら装置は、また、航空機および医学分野、医学機械を製造するのにも用いられる。マイクロ技術に用いられる可変コンデンサは、二つのインターデジタル化された容量性コム（櫛）を備え、その一つは、固定され、他は移動可能であり、いわゆるエアギャップ変化モードか、あるいは、いわゆる領域変化モードのいずれかで作動する。 The surface area of these devices is less than 1 cm 2 and they are used in particular in the automotive field, in particular to increase passenger safety. For example, these devices provide information to activate the airbag during impact and to assist driving when a slip occurs when deceleration greater than a predetermined value is detected or the vehicle falls. I am trying to provide it. These devices are also used to manufacture aircraft and medical fields, medical machines. Variable capacitors used in microtechnology include two interdigitized capacitive combs, one of which is fixed and the other is movable, so-called air gap change mode or so-called Operates in one of the region change modes.
各コムは、その歯が他のコムの歯の間に挿入される。各コムの歯は矩形を有し、矩形状のスペースを形成する他のコムの二つの歯の間に挿入される。二つの直ぐ隣接する歯の間の距離は、エアギャップと称されている。エアギャップ変化を作動するため、移動コムが固定コムに対して歯に垂直な方向に移動したときに、エアギャップの変化を測定することができる。 Each comb has its teeth inserted between the teeth of the other comb. Each comb tooth has a rectangular shape and is inserted between two teeth of another comb that forms a rectangular space. The distance between two immediately adjacent teeth is called the air gap. To activate the air gap change, the change in the air gap can be measured when the moving comb moves in a direction perpendicular to the teeth with respect to the fixed comb.
領域（面積）変化を作動するため、二つのコムの一つが歯の軸線に沿って移動したとき第一のコムの歯と第二のコムの歯との対向する面領域の変化を測定することができる。 Measure the change in the facing area of the teeth of the first comb and the teeth of the second comb when one of the two combs moves along the tooth axis to activate the area (area) change Can do.
いわゆる領域変化作動は、大きな変位を形成するアクチュエータ又は大きな変位を測定することができる静電容量計を形成することが必要である場合に、より適切である。これは、固定コムに対する移動コムの変位がエアギャップの寸法（好ましくは、小さいままである）によって制限されないからである。これは、いわゆるエアギャップ変化作動の場合ではない。 The so-called region change operation is more appropriate when it is necessary to form an actuator that produces large displacements or a capacitance meter that can measure large displacements. This is because the displacement of the moving comb relative to the fixed comb is not limited by the size of the air gap, which preferably remains small. This is not the case of so-called air gap change operation.
従って、例えば、１．５μｍと２μｍとの間の小さいエアギャップおよび例えば、５μｍと１０μｍとの間の歯の軸線に沿う大きな変位をもって可変コンデンサを作ることが必要である。 Thus, it is necessary to make a variable capacitor with a small air gap, for example between 1.5 μm and 2 μm, and a large displacement along the tooth axis, for example between 5 μm and 10 μm.
小さなエアギャップおよび歯の軸線に沿う大きな変位をもって可変コンデンサを作ることが必要とされることに問題が生ずる。 A problem arises in the need to make variable capacitors with small air gaps and large displacements along the tooth axis.
第一に、特に、異方性のプラズマによってエッチングする場合、エッチングが大きな均一性を有するように比較的均一なコンデンサを有することが望ましい。大きなパターンをエッチングすることより細かいパターンをエッチングすることのほうが遅い。従って、エアギャップおよび移動距離の値がきわめて異なる場合にエッチングすると、ある不均一性が生ずることである。 First, it is desirable to have a relatively uniform capacitor so that the etching has great uniformity, especially when etching with anisotropic plasma. Etching fine patterns is slower than etching large patterns. Thus, some non-uniformity occurs when etching when the air gap and travel distance values are very different.
第二に、現存の技術では、コンデンサの異なる部分間に相互接続レベルを形成することが必要となる。これは、エッチングされた構造体に犠牲層を堆積することによってなされ、この犠牲層は、コムを完全に被覆し、従って、特に、コム間のスペースを充填しなければならない。従って、相互接続構造が作られ、犠牲層がエッチングされて必要な相互接続ブリッジをコム面から分離する。しかし、大きなエアギャップを正しく充填することはきわめて困難であった。 Second, existing technologies require the formation of interconnect levels between different parts of the capacitor. This is done by depositing a sacrificial layer on the etched structure, this sacrificial layer completely covering the combs and thus in particular filling the space between the combs. Thus, an interconnect structure is created and the sacrificial layer is etched to separate the required interconnect bridge from the comb surface. However, it was extremely difficult to correctly fill a large air gap.
従って、本発明の一つの目的は、大きな変位を作ることができる可変コンデンサを提供することにある。 Accordingly, one object of the present invention is to provide a variable capacitor capable of producing a large displacement.
本発明の他の目的は、確実に製造することができる可変コンデンサを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a variable capacitor that can be reliably manufactured.
上記目的は、インターデジタル化された歯が設けられ少なくとも第一および第二のコム（櫛）を備える面変化によって作動し、且つ上記歯において、各コムの他のコムに向かって配置された歯の端部の横断面積が、コムのボディへの接続端部の横断面積より小さく設定されている可変コンデンサによって達成される。 The object is to operate by a face change provided with interdigitated teeth and comprising at least a first and a second comb (comb) and in the teeth arranged towards the other comb of each comb This is achieved by a variable capacitor in which the cross-sectional area of the end of the comb is set smaller than the cross-sectional area of the connecting end to the body of the comb.
換言すると、エアギャップ領域は、できるだけ大きく形成され、歯の軸線に沿う領域は、できるだけ小さく形成される。コムのボディの軸線に沿って測定されたコムの端部におけるエアギャップの値に対するこの移動の値を測定することができることになるが、一方では、エッチングの均一性を阻害するような大きな領域の比率を増大し、これが、犠牲層を用いる際に問題を生じさせる。 In other words, the air gap region is formed as large as possible, and the region along the tooth axis is formed as small as possible. While this displacement value could be measured relative to the value of the air gap at the end of the comb measured along the axis of the comb body, on the other hand, a large area that would inhibit etch uniformity. Increasing the ratio, this creates a problem when using a sacrificial layer.
従って、本発明の主な目的は、コムによって形成された少なくとも第一および第二のインターデジタル化された電極を備え、それぞれの電極には主軸線に沿うボディと第二の軸線に沿う歯とが設けられ、上記歯は互いに並行であり、上記第二の軸線に沿って移動することができ、歯は、これら歯をボディに接続する第一の端部と、他のコムに対向する第一の端部とは反対の第二の自由端部とを有し、これら歯の第二の自由端部の横断面積は、コムに接続された第一の端部の横断面積より小さい。 Accordingly, the main object of the present invention comprises at least first and second interdigitized electrodes formed by combs, each electrode having a body along the main axis and teeth along the second axis. The teeth are parallel to each other and can move along the second axis, the teeth are connected to the first end connecting the teeth to the body and the first comb facing the other comb. Having a second free end opposite the one end, the cross-sectional area of the second free end of these teeth being less than the cross-sectional area of the first end connected to the comb.
一対の歯は、他のコムの歯の形状に補完的な形状を有するスペースを形成することが有利である。 The pair of teeth advantageously forms a space having a shape complementary to that of the other comb teeth.
一実施例では、歯の自由端は、少なくとも二つのセグメントによって形成される。 In one embodiment, the free end of the tooth is formed by at least two segments.
第一の例では、この自由端は、尖端状に形成されている。 In the first example, the free end is formed in a pointed shape.
第二の例では、歯の自由端は、台形のように形成され、この台形の大きな底部は、歯に配置される。 In the second example, the free end of the tooth is shaped like a trapezoid and the large bottom of this trapezoid is placed on the tooth.
第三の例では、歯の自由端は、同一の長さを有し、歯の長手方向の周りに対称であり、且つ円弧を形成する無限数のセグメントによって接続されている非交叉の第一および第二のセグメントによって形成されている。 In the third example, the free ends of the teeth have the same length, are symmetrical about the longitudinal direction of the teeth, and are connected to each other by an infinite number of segments forming an arc. And is formed by a second segment.
コムの歯の横方向端部を他のコムのすぐ隣接する歯の横方向端部から離れたエアギャップの寸法は、１μｍと３μｍとの間にあることが有益である。 Advantageously, the dimension of the air gap that separates the lateral ends of the comb teeth from the lateral ends of the other adjacent teeth of the other comb is between 1 μm and 3 μm.
一つのコムの歯の自由端を歯の軸方向に沿う他のコムから離れた距離は、３μｍと１５μｍとの間にあることが有利である。 The distance of the free end of one comb tooth away from the other comb along the axial direction of the tooth is advantageously between 3 μm and 15 μm.
一実施例において、コムは、シリコンから作られている。 In one embodiment, the comb is made from silicon.
他の実施例では、コムは、電気的導電材料で被覆された電気的絶縁材料から作られている。 In another embodiment, the comb is made from an electrically insulating material that is coated with an electrically conductive material.
コムは、石英またはシリカから作られるのが有利である。 The comb is advantageously made from quartz or silica.
本発明の他の目的は、本発明に係る可変コンデンサを備えたジャイロ計を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a gyro meter including the variable capacitor according to the present invention.
本発明の他の目的は、本発明に係る可変コンデンサを備えた加速度計を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an accelerometer having a variable capacitor according to the present invention.
本発明の他の目的は、移動電極と固定電極とを備え且つ基板を用いるようにした可変コンデンサを製造することにある。この工程は、溝によって分離され可変横断面を有する電極の歯を形成するため基板をエッチングし、電極接続手段を形成するステップを備えている。 Another object of the present invention is to manufacture a variable capacitor having a moving electrode and a fixed electrode and using a substrate. This process comprises the steps of etching the substrate to form electrode connection means to form electrode teeth separated by grooves and having a variable cross section.
特に、この接続手段の形成は、好ましくはＰＳＧから作られた犠牲層を堆積して構成し、有利にはポリシリコンから作られた相互接続部を形成し、電極と電気的に接続されるべき領域との間で犠牲層上に相互接続部を形成し、移動電極を除去するように基板と犠牲層とをエッチングするステップを備えている。 In particular, the formation of this connection means is preferably constituted by depositing a sacrificial layer made of PSG, advantageously forming an interconnect made of polysilicon and being electrically connected to the electrode An interconnect is formed on the sacrificial layer with the region, and the substrate and the sacrificial layer are etched to remove the moving electrode.
基板は、一面がシリコン酸化物層によって被覆されそれ自体がシリコン層によって被覆されたシリコンベース層を備えていることが有益である。 Advantageously, the substrate comprises a silicon base layer which is covered on one side by a silicon oxide layer and which itself is covered by a silicon layer.
また、犠牲層が堆積される前に、ＳｉＮ絶縁パターンを形成してもよい。 In addition, the SiN insulating pattern may be formed before the sacrificial layer is deposited.
シリコン酸化物層をエッチングすることによって、移動電極が基板から除去されることが有利である。 Advantageously, the moving electrode is removed from the substrate by etching the silicon oxide layer.
本発明によれば、均一なエッチングを実現することができ、且つコム間のスペースを適切に設定することができる有効な可変コンデンサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an effective variable capacitor that can realize uniform etching and can appropriately set the space between the combs.
以下、本発明を実施する最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、ある技術状態、例えば、小型化されたジャイロ計および加速度計に係る可変コンデンサを示す。このコンデンサは、第一のインターデジタル化されたコム（櫛）２と第二のインターデジタル化（相互デジタル化）されたコム（櫛）４とを備えている。第一のインターデジタル化コム２は、長手方向の軸線Ｙ１を有するボディ６と、このボディ６の軸線Ｙ１に対してそれぞれ垂直な軸線Ｘ１、Ｘ２，Ｘ３，Ｘｎを有する複数の歯８．１、８．２、８．３…、８．ｎ（ここで、ｎは、歯の数である）とを備えている。第二のインターデジタル化コム４は、長手方向の軸線Ｙ１´を有するボディ７と、それぞれ軸線Ｘ１´、Ｘ２´，Ｘ３´…、Ｘn´を有する複数の歯９．１、９．２、９．３…、９．ｎとを備えている。二つのコムは、略同じ構造を有し、すべての歯は、同一であり、従って、詳細な説明は、二つの隣接する歯に限定される。歯８．１および８．２は、これら歯をボディ６に接続する第一の軸方向端部１０．１、１０．２と、他のコムのボディに対向する第二の軸方向端部１２．１、１２．２とを備えている。各歯は、略矩形を有し、二つの略平行な側面１４．１、１４．２、１６．１、１６．２によって横方向に延びるように形成されており、第二の軸方向端部１２．１、１２．２は、第一および第二の側面１４．１、１４．２、１６．１、１６．２をそれぞれ接続するセグメントによって形成され、且つＹ１軸線に対して平行である。
FIG. 1 shows a variable capacitor according to a technical state, for example, a miniaturized gyrometer and accelerometer. The capacitor includes a first interdigitized comb (comb) 2 and a second interdigitized (mutually digitized) comb (comb) 4. The first
各歯は、軸線Ｙ１に対して平行な平坦な底部１７．１を介して次の歯に接続され、各対の歯は、略矩形状のスペース１８．１を形成し、その内側に他のコムの一つの歯を挿入することができるようにされている。 Each tooth is connected to the next tooth via a flat bottom 17.1 parallel to the axis Y1 and each pair of teeth forms a substantially rectangular space 18.1, inside of which Comb one tooth can be inserted.
二つの歯の直ぐ隣接する側面１６．１、１４．２は、エアギャップと呼ばれる距離eによって分離されている。各歯の自由端部１２．１、１２．２は、歯の軸線に沿って他のコムから距離ｄだけ分離されている。 The immediately adjacent sides 16.1, 14.2 of the two teeth are separated by a distance e called the air gap. The free ends 12.1, 12.2 of each tooth are separated from other combs by a distance d along the tooth axis.
狭いエアギャップeおよび大きな距離ｄを有することが望ましい。このようなコンデンサをエッチングすることはその構造の不均一性のために複雑な作業となり、上述した犠牲層等によってコム間のスペースを確実に且つ完全に埋めることは不可能である。 It is desirable to have a narrow air gap e and a large distance d. Etching such a capacitor is a complicated operation due to the non-uniformity of its structure, and it is impossible to reliably and completely fill the space between the combs with the above-described sacrificial layer or the like.
本発明は、これらの問題を解消する。 The present invention solves these problems.
図２は、第一のコム１０２および第二のコム１０４を備える本発明に係る可変コンデンサの一例を示す。第一のコム１０２は、軸線Ｙ１を有するボディ１０６とこの軸線Ｙ１に対して垂直な軸線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を有する歯１０８．１、１０８．２、１０８．３…とを有する。第二のコムは、軸線Ｙ１´を有するボディ１０７と、軸線Ｘ１´，Ｘ２´，Ｘ３´を有する歯１０９．１、１０９．２、１０９．３とを備えている。従来技術に係るコンデンサについては、詳細な説明が第一のコム２における二つの歯に限定される。歯１０８．１および１０８．２は、第一の長手方向端部１１０．１、１１０．２をそれぞれ介してボディ１０６に接続され、また、他のコムに向かって配置された自由な長手方向端部１１２．１、１１２．２を備えている。本発明によれば、歯１０８．１、１０８．２の自由端部１１２．１、１１２．２は、第一の端部１１０．１、１１０．２の断面積より小さい断面積を有する。図示された例において、自由端部１１２．１、１１２．２は、尖端部１２２．１、１２２．２から成り、二等辺三角形によって形成され、これら三角形の基部はボディ１０６に配置されている。
FIG. 2 shows an example of a variable capacitor according to the present invention comprising a
図１で明らかなように、歯１０８．１、１０８．２は、略一定の断面形状、例えば、矩形を有するコム１０６のボディ１０６に接続された第一の部分を備えている。第二の自由端１１２．１、１１２．２は、第一の部分の断面積より小さい断面積を有し、この断面積は、歯の第一の端部から距離が次第に増大するにつれて次第に減少するように形成されている。従って、第二の自由端を、図２に示された尖端形状にすることができるが、また、台形（図３）あるいは丸い形状（図４）にすることもできる。
As can be seen in FIG. 1, the teeth 108.1, 108.2 comprise a first part connected to the
一対の歯は、各対向する歯の自由端に補完的な形状を有する底部１１７．１を介して接続されていることが有利である。図２に示された例において、底部は、二つの並列な直線セグメント１２０．１、１２０．１´および尖端１２４．１によって形成されている。 The pair of teeth is advantageously connected to the free end of each opposing tooth via a bottom 117.1 having a complementary shape. In the example shown in FIG. 2, the bottom is formed by two parallel straight segments 120.1, 120.1 ′ and a tip 124.1.
この結果、歯の軸線に沿う移動距離は、尖端１２２．１と尖端１２４．１とを分離する距離ｄによって限定される。 As a result, the travel distance along the tooth axis is limited by the distance d separating the tip 122.1 and the tip 124.1.
図５は、エアギャップの値e=２μｍのため尖端１１２．１の頂点で角度αの関数としてｄの変化を示す表を含む。 FIG. 5 contains a table showing the change in d as a function of the angle α at the apex of the tip 112.1 for an air gap value e = 2 μm.
より鋭角角度α、大きな距離ｄであることが判る。 It can be seen that the angle is more acute α and the distance d is larger.
従って、本発明では、狭いエアギャップを歯の端部に保持することができるが、歯の軸線に沿っては大きな移動距離を行うことができる。矩形部の歯を有する可変コンデンサの公知の型式では、歯の端部のエアギャップは、２e+ｗに等しく、ここで、eは、第一のコムの歯と第二のコムの歯との間のエアギャップであり、ｗは、歯の幅である。本発明によれば、三角形尖端部を有する歯の各歯の端部のエアギャップは、２eに等しく、歯の厚さは、歯の自由端で零である。 Therefore, in the present invention, a narrow air gap can be held at the end of the tooth, but a large moving distance can be performed along the tooth axis. In the known type of variable capacitor with rectangular teeth, the air gap at the end of the tooth is equal to 2e + w, where e is the first comb tooth and the second comb tooth. The air gap between them, w is the width of the teeth. According to the invention, the air gap at the end of each tooth of a tooth having a triangular tip is equal to 2e and the tooth thickness is zero at the free end of the tooth.
図３は、第二の例を示す。この例では、歯の自由端２１２．１、２１２．２は、台形状であり、コムのボディに向かって配置された大きなベース２２６．１を備えている。一対の歯を接続する底部は、補完的形状であることが有利である。 FIG. 3 shows a second example. In this example, the free ends 212.1, 212.2 of the teeth are trapezoidal and have a large base 226.1 arranged towards the body of the comb. Advantageously, the bottom connecting the pair of teeth has a complementary shape.
図４は、歯の自由端３１２．１、３１２．２が二等辺三角形によって形成された第三の例を示すが、頂点の角度が円弧３２８．１、３２８．２によって代えられている。一対の歯を接続する底部は、補完的な形状を有することが有益である。 FIG. 4 shows a third example in which the free ends 312.1, 312.2 of the teeth are formed by isosceles triangles, but the apex angle is replaced by arcs 328.1, 328.2. Advantageously, the bottom connecting the pair of teeth has a complementary shape.
明らかに、二つの歯によって形成されたスペースが、これらスペースに嵌合する歯と補完的な形状でないコンデンサは、本発明の範囲を逸脱しない。 Obviously, a capacitor in which the space formed by two teeth is not complementary in shape to the teeth that fit into these spaces does not depart from the scope of the present invention.
明らかに、コムが幾つかの尖端を備える歯を含むコンデンサは、本発明の範囲を逸脱しない。 Obviously, a capacitor in which the comb includes teeth with several tips does not depart from the scope of the present invention.
エアギャップの寸法の均一性という本発明に係る容量性のコンデンサの形状のため、エッチングは、より均一である。更に、小さい寸法のエアギャップにより、コンデンサの異なる部分間の相互接続を形成するため連続するステップ中エアギャップ閉じることはより容易になる。 The etching is more uniform because of the shape of the capacitive capacitor according to the present invention of air gap dimensional uniformity. Furthermore, the small size air gap makes it easier to close the air gap during successive steps to form interconnections between different parts of the capacitor.
本発明に係るコンデンサは、特に、マイクロ技術を用いて作られる内蔵ジャイロ計を作るのに有益であり、このため大きな移動距離がきわめて有効である。角速度をジャイロ計で測定することが必要とされる場合に、ジャイロ計の質量は、サイン波励起信号によって移動される。回転速度の作動下で励起信号および回転速度の両方に垂直な方向の周りにコリオリ力が発生し、次いで、出力信号は、次の型式の式によって与えられる。 The capacitor according to the present invention is particularly useful for making a built-in gyrometer that is made using microtechnology, so a large travel distance is very effective. When the angular velocity is required to be measured with a gyrometer, the mass of the gyrometer is moved by a sine wave excitation signal. A Coriolis force is generated around the direction perpendicular to both the excitation signal and the rotational speed under the action of the rotational speed, and then the output signal is given by the following type of equation:
S=２ｍ．Ω．ωｄ．ｄ
ここで、ｍは、構造の全てあるいはいくらかの質量を示し、Ωは、測定されるべき入力角速度を示し、ωｄは、励起信号の角度周波数を示し、ｄは、励起振幅を示す。
S = 2m. Ω. ω d . d
Here, m represents all or some mass of the structure, Ω represents the input angular velocity to be measured, ω d represents the angular frequency of the excitation signal, and d represents the excitation amplitude.
従って、出力信号の値を高くするために、励起振幅の値を高くすることが望ましいことが明らかである。代表的に、対象物は、少なくとも５μｍ、有利には、１０μｍに等しい変位振幅値を有することができ、これによって良好な性能を有するジャイロ計を得ることができる。これらの移動値は、例えば、４０°と１０°との間、あるいは３０°と２０°との間の角度αのために本発明に係るコンデンサ（図５）によって達成可能である。 Therefore, it is clear that it is desirable to increase the value of the excitation amplitude in order to increase the value of the output signal. Typically, the object can have a displacement amplitude value of at least 5 μm, advantageously equal to 10 μm, thereby obtaining a gyrometer with good performance. These displacement values can be achieved with a capacitor according to the invention (FIG. 5) for an angle α between 40 ° and 10 ° or between 30 ° and 20 °, for example.
出願人は、可変コンデンサを製造する工程の例を述べる。 Applicants describe an example process for manufacturing a variable capacitor.
このコンデンサを製造する工程は、本発明に係る形状を有するコムを基板にエッチングする工程と、相互接続手段を製造する工程とを備えている。 The step of manufacturing the capacitor includes a step of etching a comb having a shape according to the present invention on a substrate and a step of manufacturing an interconnection means.
この工程の詳細な例は、以下に述べられる。 A detailed example of this process is described below.
第一のステップにおいて、基板４０２は、例えば、シリコンから作られたベース４０４とこのベースの上面に被覆するように取付けられた絶縁層４０６とを備えて構成されている。この絶縁層４０６は、例えば、二酸化シリコンＳｉＯ２から作られている。
In the first step, the
第二のステップにおいて、層４０６は、領域４０８においてエッチングされる。次いで、ＳｉＮの層が基板の全体の面に亘って堆積される。
In the second step,
次いで、このＳｉＮ層は、固定部を形成する領域を除き、平坦化することによって除去される。 Next, the SiN layer is removed by flattening except for the region where the fixing portion is formed.
最終工程において、層４０６は、領域４１２で再度エッチングされて基板との接続のため準備される。
In the final step,
次いで、シリコンの層４１９が、エピタキシーにつき堆積される。この層は、次いで、エッチングされて柱４１０と移動電極４１９．１と固定電極４１９．２とを形成する。
A layer of
追加の工程（図６ｂ）において、ＰＳＧ（蛍光シリコンガラス）型犠牲層４２０が、歯の上部に、例えば、ＰＲＥＣＶＤ（プラズマ強化化学堆積）反応によって堆積されて溝４１７を覆うようにする。リソグラフィーおよびエッチングによって電極の上部にＳｉＮ絶縁パターン４２２を形成することができるようにすると有益である。
In an additional step (FIG. 6b), a PSG (fluorescent silicon glass) type
次いで、犠牲層４２０は、コンデンサの異なる部分、例えば、特定のコムの歯の間、コムと接触点との間、あるいは基板に接続された一つの柱と絶縁領域４２２に形成された接触点との間に電気的相互接続４２６を形成することができるように構成される。この例において、支持柱４１０とアンカー４０８において犠牲層４２０に通路がエッチングされる。
The
次のステップ（図６ｃ）において、ポリシリコン層４２４が犠牲層４２０に堆積される。次いで、この層４２４は、相互接続ブリッジを形成するようにエッチングされ、従って、このブリッジは、上記装置の異なる部分間を相互接続させることができる。
In the next step (FIG. 6 c), a
最終的に、第四のステップ（図６ｄ）において、犠牲層４２０は、エッチングされてブリッジ４２６を除去する。ＳｉＯ２層４０６もエッチングされて移動電極４１９．２をベース４０４から懸架する。固定電極４１９．１は、ＳｉＯ２層４０６を介してベース４０２に接続されたままである。
Finally, in the fourth step (FIG. 6d), the
上記例において、電極はシリコンから作られている。しかし、それらを絶縁材料、例えば、Ｃｒ−ＡＵ，Ａｌ，Ｗ−Ｗｎ−ＡｕあるいはＴｉＷ−Ａｕの如き導電材料によって被覆された石英から作ることができる。導電層は、歯が絶縁材料にエッチングされた後（図６a）、スパッタリング又は蒸着によって堆積される。次いで、保護されるべき導電領域が、例えば、リソグラフィーマスクの堆積後、エッチングによって形成される。機械的なマスクを介して、導電材料を適当な領域にのみ堆積することができる。 In the above example, the electrode is made of silicon. However, they can be made from an insulating material, for example quartz coated with a conductive material such as Cr-AU, Al, W-Wn-Au or TiW-Au. The conductive layer is deposited by sputtering or evaporation after the teeth are etched into the insulating material (FIG. 6a). The conductive region to be protected is then formed by etching, for example after deposition of a lithography mask. Through the mechanical mask, the conductive material can be deposited only in appropriate areas.
本発明は、特に、マイクロ技術、特に、自動車産業に用いられるジャイロ計または加速度計に適用可能である。 The invention is particularly applicable to microtechnology, in particular gyrometers or accelerometers used in the automotive industry.
２ 第一のコム
４ 第二のコム
６ ボディ
８．１ 歯
2 First Com
4 Second comb 6 Body 8.1 Teeth
Claims (19)
前記コム（１０２、１０４）には、主軸線（Ｙ１、Ｙ１´）に沿って配置されたボディ（１０６、１０７）と第二の軸線（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…Ｘｎ、Ｘ１´、Ｘ２´、Ｘ３´、…Ｘｎ´）に沿ってそれぞれ配置された歯（１０８．１、１０８．２、１０８．３、…１０８．ｎ、１０９．１、１０９．２、１０９．３、…１０９．ｎ）とが設けられ、
前記歯（１０８．１、１０８．２、１０８．３、…１０８．ｎ、１０９．１、１０９．２、１０９．３、…１０９．ｎ）は、互いに平行に配置され且つそれらの第二の軸線（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…Ｘｎ、Ｘ１´、Ｘ２´、Ｘ３´、…Ｘｎ´）に沿って移動可能であり、
前記歯は、それらをボディ（１０６）に接続する第一の端部（１１０．１、１１０．２）と他のコムに対向するように前記第一の端部（１１０．１、１１０．２）とは反対側に配置された第二の自由端部（１１２．１、１１２．２）とを有し、
前記歯は、前記第一の端部の側面に配置され且つ略一定の断面積を有する第一の部分を備え、
前記歯の第二の自由端部（１１２．１、１１２．２）は、前記コムに接続された第一の部分（１１０．１、１１０．２）の断面積より小さい断面積を有し、
前記第二の端部の断面積は、第一の端部（１１０．１、１１０．２）からの距離が増大するにつれて次第に減少し、
前記一対の歯（１０８．１、１０８．２、１０８．３、…１０８．ｎ、１０９．１、１０９．２、１０９．３、…１０９．ｎ）は、他のコムの歯（１０８．１、１０８．２、１０８．３、…１０８．ｎ、１０９．１、１０９．２、１０９．３、…１０９．ｎ）の形状に補完的な形状を有するスペースを形成している可変コンデンサ。 Comprising first (102) and second (104) interdigitized electrodes (104) formed by a comb;
The comb (102, 104) includes a body (106, 107) disposed along the main axis (Y1, Y1 ′) and a second axis (X1, X2, X3,... Xn, X1 ′, X2 ′). , X3 ′,... Xn ′) teeth (108.1, 108.2, 108.3,... 108.n, 109.1, 109.2, 109.3,... 109.n, respectively. ) And
The teeth (108.1, 108.2, 108.3, ... 108.n, 109.1, 109.2, 109.3, ... 109.n) are arranged parallel to each other and their second Movable along the axis (X1, X2, X3,... Xn, X1 ′, X2 ′, X3 ′,... Xn ′),
The teeth are connected to the first end (110.1, 110.2) and the first end (110.1, 110.2) to connect them to the body (106) and the other comb. ) And a second free end (112.1, 112.2) arranged on the opposite side,
The tooth includes a first portion disposed on a side surface of the first end and having a substantially constant cross-sectional area;
The second free ends (112.1, 112.2) of the teeth have a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the first part (110.1, 110.2) connected to the comb;
The cross-sectional area of the second end gradually decreases as the distance from the first end (110.1, 110.2) increases,
The pair of teeth (108.1, 108.2, 108.3, ... 108.n, 109.1, 109.2, 109.3, ... 109.n) are teeth of other combs (108.1). , 108.2, 108.3, ... 108.n, 109.1, 109.2, 109.3, ... 109.n), a variable capacitor forming a space having a complementary shape.
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